低频数字电磁测深仪器系统及其在攀-西地区的应用

本文介绍了在CTM-302型三分量磁通门磁力仪的基础上,研制的低频数字化大地电磁测深仪器系统;并根据该系统的功能和在攀-西地区的应用情况,对其发展前景进行了探索。     

低频数字电磁测深仪器系统及其在攀-西地区的应用

本文介绍了在CTM-302型三分量磁通门磁力仪的基础上,研制的低频数字化大地电磁测深仪器系统;并根据该系统的功能和在攀-西地区的应用情况,对其发展前景进行了探索。     

CS3301在长周期大地电磁测深仪中的应用研究

大地电磁测深是研究地壳和上地幔构造的一种重要的地球物理探测方法,当前国家正在实施深部探测专项SinoProbe等项目,故需要借助于长周期大地电磁测深仪器.我国没有自己生产的长周期大地电磁测深仪器,只能依靠从乌克兰进口的LEMI-417进行深部探测.在LEMI-417使用中,我们从该仪器提供的数据文件Final.asc中发现它的电场信号测量分辨率为0.01 mV/km,磁场信号测量分辨率为0.01 nT,相对较低,此外,该仪器在无GPS信号时会出现记录紊乱等现象,故需要设计适合课题组需要的长周期大地电磁测深仪器.由于大地电磁测深仪器需要采集的电场、磁场信号为微弱信号,容易淹没于噪声之中,故选用了低噪声、极小总谐波失真率的CS3301作为运算放大器.CS3301提供了4种可选择的信号输入模式和7种可选增益,经分析与测试,测量电场信号时,CS3301设置为输入模式1及×64增益,当极距100 M时,测量精度可达0.001 mV/km,高于LEMI-417的0.01 mV/km;测量磁场信号时,将反馈理论用于测量电路,CS3301设置为输入模式3及×64增益,只对信号的可变部分进行放大,精度可达0.006 nT,高于LEMI-417的0.01 nT.该系统在华南的9005、1005等多个测点以及东北的1600、5105等多个测点进行了测试,并与LEMI-417进行了对比试验,测量结果表明它们的时间序列曲线比较一致,数据处理后,在同一测点得到的大地电磁测深曲线也较一致,说明设计的仪器达到了预期目标.     

回线源地-空瞬变电磁系统及其在滑坡探测中的应用

中国南方地区地质灾害频发,遭受经济损失巨大,其中滑坡灾害危害最为严重.目前对于复杂地区滑坡地下结构探测方面的研究还存在薄弱环节,还缺少快速可靠的探测地下结构的手段.常规地面地球物理方法在复杂地形条件下存在施工困难的问题.应用数值模拟对比分析了回线源和电性源发射条件下场的分布特征和变化规律,为仪器研制和野外采集方案提供参考.针对滑坡地质灾害调查研制了基于旋翼无人机的回线源地-空瞬变电磁系统.该系统使用旋翼无人机作为飞行平台,目前地面发射机功率为10 kW,最大电压为250 V,最大电流为40 A,发射时基4/10/20 ms可选,下降沿为线性沿,同步方式为晶体+GPS;机载接收机采样率250 kHz,在关断后采集二次场并自动组道叠加,连续点号采集,输入等效噪声0.5μV;空中接收线圈为空心线圈,频率为30 kHz,等效面积3100 m².利用新研发的基于旋翼无人机的回线源地-空瞬变电磁系统在贵州发耳典型滑坡体上开展试验研究.对野外试验中地-空与地面瞬变电磁的实测曲线进行了对比分析.试验结果表明,新研制的地-空瞬变电磁系统稳定可靠,能够快速获取复杂地形条件下小范围内的...     

蒙特卡罗反演法的改进及其在大地电磁测深资料解释中的应用

本文将Jones的蒙特卡罗反演法,与修改后的马夸特反演法有机地结合在一起,从而获得了一种新的蒙特卡罗反演法.它实际上是定向求解与随机求解的结合,具有占用机时短及解的拟合度高的优点.作者利用该法处理了理论视电阻率曲线,及实测的视电阻率曲线,获得了大量具有高拟合度的模型,进而获得了可能解的范围.      

攀西地区地壳和上地幔中的电性结构

攀西地区大地电磁测深结果表明,这一地区可划分为三个条带:丽江至华坪、华坪至会理和会理至巧家。三个条带内电性结构有明显差异,反映出本地区地质构造十分复杂。测区内沉积层厚度为3-5km,其电阻率小于30Ωm。在地壳中约33km深处有一低阻层,厚度为5-12km。在红格和华坪两测点之下,深度为82-90km处出现第二个低阻层,它们指示出软流层顶部埋深。     

攀西地区地壳和上地幔中的电性结构

攀西地区大地电磁测深结果表明,这一地区可划分为三个条带:丽江至华坪、华坪至会理和会理至巧家。三个条带内电性结构有明显差异,反映出本地区地质构造十分复杂。测区内沉积层厚度为3—5km,其电阻率小于30Ωm。在地壳中约33km深处有一低阻层,厚度为5—12km。在红格和华坪两测点之下,深度为82—90km处出现第二个低阻层,它们指示出软流层顶部埋深。     

多尺度逐次逼近遗传算法反演大地电磁资料

遗传算法是一种随机全局搜索算法,与常规的基于局部线性化的最优化方法相比对初始模型的依赖性大为减弱,但是存在着有效基因丢失和早熟收敛问题．采用多尺度逐次逼近反演思想而建立的多尺度逐次逼近遗传算法,能有效地解决上述问题．用该算法对大地电磁资料进行反演,理论曲线和实测资料的试算结果表明多尺度逐次逼近遗传算法能够自动反演地电参数．     

数字化地震波形资料的时频分析方法及应用

信号的时频分布具有比时间尺度分布更高的描述和刻画非稳态地震波信号的能力,进一步提高信号的时频聚集性和尽可能减小交叉项干扰是时频分析发展的方向。基于高阶矩时频分布理论,本首次提出了将其应用于数字化地震波形资料分析和处理的技术途径和方法。通过对仿真信号的Choi-Willams各阶矩时频分布与Wigner各阶矩时频分布的对比和交叉项干扰的理论分析,认为Choi-willams高阶矩时频分布具有时频聚集性高和交叉干扰项小的特点,在提高处理数字化地震波特性参数精度和地震应急技术系统的智能化程度等方面具有潜在应用前景。     

北京西北地区壳幔结构的非均匀性特征与地震活动

利用在北京西北部地区穿过张家口——渤海地震带北西段地震测深剖面进行了综合解释和研究, 揭示了延庆——怀来、 张北——尚义地震活动区异常的深浅地壳结构特征. 结果表明： 研究区基底结构具有明显的起伏变化, 不同的地质构造单元基底埋深存在着较大差异. 基底埋深在局部地段呈现出的急剧变化可视其为基底断裂存在的一种标志, 基底断裂与地壳深断裂的存在为岩浆的上溢提供了条件, 从而导致了地壳结构强烈的非均匀性. 延怀地区壳内复杂反射波组序列和局部强弱不连续反射带现象的出现, 表明该地区地壳结构发生了强烈的挤压变形, 从而构成了该地区复杂的地壳结构, 为该地区地震的发生提供了动力来源; 张北——尚义地区壳内不同深度范围低速异常体和局部的C1界面的存在, 可以认为是岩浆多期活动的产物, 在区域构造活动的作用下脆性的上地壳内, 当局部应力积聚到一定的程度从而引发了地震的发生.     

综合概率法及其在表征潜在震源区时空不均匀性上的应用

本文由强地震的重复性、中小地震活动图象与强震发生的时空关系、破裂空段、大地震的减震性及华北5—10年危险性估计入手,利用综合概率法,讨论描述潜在震源区时空不均匀性的途经与方法。并以河北省北部的部份潜在震源区为例,确定了描述这些潜在震源区时空不均匀性的加权系数,并结合由韦布尔分布确定的年发生率,得出了可应用于危险性分析的不同的年发生率     

华东地区地震活动的加速模型分析

地震活动加速模型是在岩石断裂理论和实验的基础上建立起来的,具有坚实的物理基础。运用地震活动加速模型对地震活动进行分析和预测具有很强的实用性。运用地震活动加速模型对华东地区及长南带地震活动进行的分析和预测结果表明,该地区本次地震活动期将在2016年左右结束,现在至2016年还将发生总能量相当于7．7级的地震,加速模型中表征区域地震活动特征参数α取0．4能适合于华东地区和长南带。     

基于遗传算法的分类体系在地震预报中的应用探索

采用模似自然界生物进化过程的遗传算法的分类体系,并以首都圈地区为例,利用地震活动性资料的8种时空参数在地震预报中进行了应用探索．通过对1967—1992年间信息的学习演化,获得了20条拥有不同适应度的具有层次结构的地震预报规则集．对首都圈地区中等地震活动的预报规则进行了初步的分析讨论,发现了人们以往难于考虑周全的可能具有重要预报意义的异常组配.应用探索表明：在地震预报研究中应用具有自适应和潜在学习能力的基于遗传算法的分类体系,将可能推动人们对地震前兆及其物理机制的研究和探讨．